传感器的智能化与微型化
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CPU
传感器 内 存 应用程序 电 源 无线通信
网络中的网关（基站）
（较强的处理、通信能力）
网络中的结点
（简单处理、短距离通信）
结点间的通信
通过飞机、火箭、 人工等形式，将大量 传感器结点分布在需 要监测的区域内。
结点处于睡眠状态
唤醒、联络、确定自身位置
1、传感器结点激活； 2、通过无线通信，确 定自身的位置； 3、自动组织成网络；
自动检测技术
传感器的微型化 与智能化
触摸屏是怎么感知的？
摇晃你的手机
使用者翻动手机选择“响铃” 或“震铃”； 传感器 摇晃手机变换不同的铃声和 游戏； 音乐和壁纸随着人们的动作 而变化。
身边的传感器
CCD
热敏电阻
温控器
传声器
温度开关
力传感器
自动检测技术
什么是传感器？
狭义地定义：
能够将外界的非电信号，按一定规律转
自动检测技术
智能传感器的原理与构成
自动检测技术
1.2 智能传感器的功能 （1）具有自校准和自诊断功能。智能传感器不仅能自动检 测各种被测参数，还能进行自动调零、自动调平衡、自动校 准，某些智能传感器还能自标定、自补偿功能。 （2）具有数据存储、逻辑判断和信息处理功能，能对被
测量进行信号调理或信号处理（包括对信号进行预处理、线
2.4自适应性强 2.5性能价格比高
3、智能传感器实现的途径
目前传感技术的发展是沿着三条途径实现智能传感器的， 非集成实现、集成化实现、混合实现。
自动检测技术
非集成式智能传感器框图
集成智能传感器外形示意图
自动检测技术
在一个封装中可能的混合集成实现方式
自动检测技术
第二节 传感器的微型化
人类社会的全面信息化，使得信息系统正朝
2 智能传感器的特点 2.1 高精度 智能传感器采用自调零、自补偿、自校准等多项新技术 ，能达到高精度指标。 美国霍尼韦尔（Honeywell）公司：PPT、PPTR系列智能 精密压力传感器，测量精度为±0.05％，比传统压力传感器的
精度大约提高了一个数量级。
自动检测技术
2.2高可靠性与高稳定性 2.3高信噪比与高分辨力
具备了人类的智能
自动检测技术
智能传感器的最大特点就是将传感器检测信息的功能与微
处理器的信息处理功能有机地融合在一起。从一定意义上讲， 它具有类似于人工智能的作用。
需要指出，这里讲的“带微处理器”包含两种情 况： （1）将传感器与微处理器集成在一个芯片上构成 所谓的“单片智能传感器” （2）传感器能够配微处理器。 显然，后者的定义范围更宽，但二者均属于智能 传感器的范畴。
胡志明小道
自动检测技术
越战时期的无线传感器
后来，美军在胡志明小道投下2万多枚，被称为 “热带树”的战场传感器系统，为轰炸机提供准 确的信息。 “热带树”由震动和音响传感器组成。传感器 落地后插入泥土中，仅露出伪装成树枝的无线电 天线，因而被称为“热带树” 。 当人员和车辆在其附近活动时，“热带树”便 探测到目标产生的震动和声音信息，并通过无线 电通信传送到指挥中心。 “热带树”的成功应用，促使许多国家纷纷研 制各种地面传感器系统。 这是无线传感器最早的应用。
，它是现代航空，航海，航天和国防工业中广泛使用的一 种惯性导航仪器
MEMS
陀 螺 仪
环形陀螺仪
陀螺仪的作用 MEMS
自动检测技术
独轮车上的陀螺仪
MEMS
自动检测技术
MEMS 微型传感器
微传感器的尺寸大多为毫米级，甚至更小。例如：压力微传 感器可以放在注射针头内，送入血管测量血液流动情况。 加速度传感器 压强传感器
100μm
第一台静电电动机
1988年美国科学家 研制。 转子直径120微米， 厚1微米。在 380V电 压驱动下，最大转速 每分钟500转。
显微照片
自动检测技术
传统的陀螺仪
陀螺仪的原理：一个旋转物体的旋转轴所指的方向在不受 外力影响时，是不会改变的。人们根据这个道理，用它来 保持方向，制造出来的东西就叫陀螺仪。 现代陀螺仪是一种能够精确地确定运动物体的方位的仪器
着微型化、多功能化和智能化的方向迅速发展。 随着微电子技术的进步，微处理器、存储器 等电子器件日益微型化，而传感器、执行器的微 型化程度却远远落后，成了信息系统微型化的 “瓶颈”。 将传感器、微处理器、执行器合为一体， 构成微电子机械系统，是人们很久的愿望。
于是， “MEMS 技术”应运而生。
自动检测技术
自动检测技术
Biblioteka Baidu
1 智能传感器的定义及功能
1.1 智能传感器的定义 目前，关于智能传感器的中、英文称谓尚未完全统一。英国 人将智能传感器称为“Intelligent Sensor”；美国人则习惯于把智 能传感器称作“Smart Sensor”，直译就是“灵巧的、聪明的传感 器”。 所谓智能传感器，就是带微处理器、兼有信息检测和信息处 理功能的传感器。 即：智能传感器可以对信号进行检测、分析、处理、存储 和通信，具备了人类的记忆、分析、思考和交流的能力，即
Micro Electro Mechanical System
MEMS是“微机械电子系统”的英文缩写。 微机电系统是采用微机械加工技术，将微型传感器、 微型执行器、微型机构和相应的处理电路集成在一起的 微型器件或微型系统。 机械部分能够
微型化吗？
集成电路内部结构
自动检测技术
MEMS “微米级”加工技术
结点
网关
各传感器分别探测外部信息
温度
核辐射
湿度 压力
光照
位移 图象 声音 压强
？
磁场
因环境影响、能量 耗尽等原因，结点容 易发生故障。
土壤成分
加速度
各结点将信息汇聚到基站
结点出故障，其 结点能量不足时， 它结点会自动寻找 只能输出本身的信 别的“同伴”完成 息，而无法传递其 任务。 它结点的信息。 （路由器）既要 输出本身的信息， 还要传递其它结点 的信息。
网关
信息经卫星、互联网到达用户
网关对各路信息进行 过滤，把重要的信息发 送给用户。
卫星、互联网
网关
例如： 为防范敌军坦克，飞机 在某区域撒落数千个传感 器结点，形成无线传感器 监测网络。 每个结点都配备磁传感 器和振动传感器。
以无线传感器监测网，替代地雷布阵
1 、 是不是坦克？ 联络、自身定位、 报告时间、方位、 传感器探测磁场 卫星、互联网 2 、 根据多点信息， 自动组织成网络 速度、方向 和震动信息 进行目标定位
自动检测技术
“智能尘埃”
无线传感器网络的概念，起源于美国提出的“智能尘
埃”的设计思想。
将无线传感器制作成灰尘般大小。 在战场上抛撒成千上万、或许上百万个“智能尘埃” ， 用于监控敌人的活动。 这些传感器自行组织成无线传感器网络，并对探测到 的原始数据进行过滤，把重要的信息发送给使用者。 “智能尘埃”的特征：成本低、体积小、功耗低、分 布式、自组织、无线通信。
换成电信号输出的器件或装置。
温度变化
热敏电阻
电阻值变化
自动检测技术
这些是传感器吗？
温度变化
热敏油墨
热敏灯罩
记忆合金
（对温度敏感的材料）
自动检测技术
传感器的微型化与智能化
引言
传感器是构建现代信息系统的重要组成部分。
现代信息技术的三大支柱： 1. 传感器技术（信息采集）——“感官”
2. 通信技术（信息传输） ——“神经”
MEMS 与“精确打击”
MEMS 微型陀螺仪
制导炸弹
JDAM导弹
导弹采用GPS定位和微型陀螺仪制导，导 弹发射后无需人工干预，可以自主飞行，具 有多目标攻击能力。这是第四代制导炸弹优 于激光制导炸弹的显著特点。
GPS卫星导航 MEMS
因建筑物和植被等原因，GPS信号会出现 中断。此时，由微型陀螺仪提供移动角度， 結合车辆移动的时间及速度，可计算出方向 和距离，以此检查移动车辆的行进路线，作 MEMS陀螺仪 为 GPS 的辅助导航，直到GPS信号恢复正常。
例如：森林火警系统
微型传感器
将成千上万个微型传感器密集地分布 在森林中，各传感器通过无线网络相互 协作，共同执行分布式感知任务，并将 准确的火源信息传送给信息中心。
自动检测技术
什么是无线传感器网络？
无线传感器网络是利用大量的微型传感器（结点
），通过无线通信形成网络，用来感知现场的信息 。 结点中的微处理器对原始数据进行初步处理后， 经网络层层转发，最终发送给基站，再由基站传送
压力传感器
三轴陀螺仪
MEMS 微型执行器
自动检测技术
自海湾战争以来，美军越来越多地使用精确制导武器，实行 战场上的精确打击。 为了提高命中精度，将惯性导航系统（陀螺仪）和GPS复合 后作为制导技术。 GPS提供时间和定位数据，并校准陀螺仪；而陀螺仪提供飞 行参数，在GPS信号中断期间进行导航。二者取长补短，提高 导航精度。
3. 计算机技术（信息处理）——“大脑”
自动检测技术
第一节 传感器的智能化
目前，传感器正从传统的分立式，朝着单片集成化、智 能化、网络化、系统化的方向发展。 据光电行业开发协会（OIDA）作出的最新预测， 在 2003 年～ 2006 年期间，智能传感器的国际市场销售量将 以每年20％的高速度增长。 智能传感器可广泛用于工业、农业、商业、交通、环境 监测、医疗卫生、军事科研、航空航天、现代办公设备和 家用电器等领域。
“传感器到射手”作战模式：
传感器
网络系统
这一技术的雏形，始于60年代越南战争。
自动检测技术
越南胡志明小道
上世纪60年代越战期间，
越南北方通过老挝和柬埔寨 境内的秘密通道——胡志明
小道向南方输送军用物资和
人员。 胡志明小道处于密林中，
美军很难发现。为了切断这
条运输通道，美军对其狂轰 滥炸，但效果不大。
泥石流
山体滑坡
冰 冻
自动检测技术
对于这些灾难， 能否预先得到警示呢？
研究人员的方案：
将大量的传感器布置在需要预警的区域内，随时监测目 标的细微变化，经过分析和判断，及时传递有关信息，从 而为人类提供足够的防御时间。
这就是:
Wireless Sensor Network（WSN）
无线
传感器
网络
方法一：10 方法二： 100 元的单一功能简单传感器 元的多功能智能传感器 × ×110 件件
由众多低成本、低功耗的微型 传感器组成传感器网络，全方位 地进行监测。
自动检测技术
“无线传感器网络”由此孕育而生
无线传感器网络
传感技术
MEMS
通信技术
汶川地震
东南亚海啸
澳大利亚森林大火
土耳其水灾
精准农业
精准农业是在现代信息技术、 生物技术、工程技术基础上发展 起来的现代农业生产形式。 其核心技术是农田地理信息系 统、全球定位系统、遥感技术和 计算机自动控制技术。
自动检测技术
美国“9·11”事件
海 湾 战 争 ， 尤 其 是 9· 11 以后，美国军方希望研究 人员提供低功耗的无线、 多跳、自组网技术，这进 一步引发了无线传感器网 络的研究热潮。 人们很快发现： 除了军事领域，无线传感器网络所具有的自组织、微型化和 对外部世界的感知能力，以及部署简单、布置密集、低成本和 无需现场维护等优点，在其它行业具有巨大的应用价值。
性化，或对温度、静压力等参数进行自动补偿等）。 （3）具有组态功能，使用灵活。在智能传感器系统中可设 置多种模块化的硬件和软件，用户可通过微处理器发出指令， 改变智能传感器的硬件模块和软件模块的组合状态，完成不同
的测量功能。
自动检测技术
（4）具有双向通信功能，能直接与微处理器（μP）或单片
机（ μC ）通信。
网关
大量结点 随机分布
无线传感器网络的应用
无线传感器网络起源于军事研究。 现代战争被喻为“感知者的胜利”。只有拥有全天候、抗干 扰、高灵敏度的传感器，才会有“透明的战场”。 自阿富汗和伊拉克战争以来，各军事强国都非常重视网络和 传感器的重要作用，以提高“战场感知”能力。 例如：美军研制的“战场感知与数据分发”系统，利用地面 传感器对目标进行探测、识别和跟踪，并将目标信息通过网络 系统直接传送给武器装备。
给用户，从而实现对现场的监控。
自动检测技术
无线传感器网络由成千上万个微型传感器组成，每个微型传 感器称为网络的一个“结点”。 这些结点采用MEMS技术，在一个微小的芯片上集成了信息采 集、数据处理和无线电通信等多种功能。 传感器 最小的芯片只有 150×150×7.5 微米 微型处理器 无线通信
结点的构成
自动检测技术
第三节 传感器的发展和应用
随着微机电系统、传感器、无线通信，以及集 成电路等技术的发展和成熟，低成本、低功耗的微 型传感器的大量生产成为可能。 同时，传感器的信息获取技术，已经从过去的 单一化逐渐向集成化、微型化和网络化的方向发展。
监测室内环境（温度、湿度、光照度、悬浮物、有害气体）
传感器 内 存 应用程序 电 源 无线通信
网络中的网关（基站）
（较强的处理、通信能力）
网络中的结点
（简单处理、短距离通信）
结点间的通信
通过飞机、火箭、 人工等形式，将大量 传感器结点分布在需 要监测的区域内。
结点处于睡眠状态
唤醒、联络、确定自身位置
1、传感器结点激活； 2、通过无线通信，确 定自身的位置； 3、自动组织成网络；
自动检测技术
传感器的微型化 与智能化
触摸屏是怎么感知的？
摇晃你的手机
使用者翻动手机选择“响铃” 或“震铃”； 传感器 摇晃手机变换不同的铃声和 游戏； 音乐和壁纸随着人们的动作 而变化。
身边的传感器
CCD
热敏电阻
温控器
传声器
温度开关
力传感器
自动检测技术
什么是传感器？
狭义地定义：
能够将外界的非电信号，按一定规律转
自动检测技术
智能传感器的原理与构成
自动检测技术
1.2 智能传感器的功能 （1）具有自校准和自诊断功能。智能传感器不仅能自动检 测各种被测参数，还能进行自动调零、自动调平衡、自动校 准，某些智能传感器还能自标定、自补偿功能。 （2）具有数据存储、逻辑判断和信息处理功能，能对被
测量进行信号调理或信号处理（包括对信号进行预处理、线
2.4自适应性强 2.5性能价格比高
3、智能传感器实现的途径
目前传感技术的发展是沿着三条途径实现智能传感器的， 非集成实现、集成化实现、混合实现。
自动检测技术
非集成式智能传感器框图
集成智能传感器外形示意图
自动检测技术
在一个封装中可能的混合集成实现方式
自动检测技术
第二节 传感器的微型化
人类社会的全面信息化，使得信息系统正朝
2 智能传感器的特点 2.1 高精度 智能传感器采用自调零、自补偿、自校准等多项新技术 ，能达到高精度指标。 美国霍尼韦尔（Honeywell）公司：PPT、PPTR系列智能 精密压力传感器，测量精度为±0.05％，比传统压力传感器的
精度大约提高了一个数量级。
自动检测技术
2.2高可靠性与高稳定性 2.3高信噪比与高分辨力
具备了人类的智能
自动检测技术
智能传感器的最大特点就是将传感器检测信息的功能与微
处理器的信息处理功能有机地融合在一起。从一定意义上讲， 它具有类似于人工智能的作用。
需要指出，这里讲的“带微处理器”包含两种情 况： （1）将传感器与微处理器集成在一个芯片上构成 所谓的“单片智能传感器” （2）传感器能够配微处理器。 显然，后者的定义范围更宽，但二者均属于智能 传感器的范畴。
胡志明小道
自动检测技术
越战时期的无线传感器
后来，美军在胡志明小道投下2万多枚，被称为 “热带树”的战场传感器系统，为轰炸机提供准 确的信息。 “热带树”由震动和音响传感器组成。传感器 落地后插入泥土中，仅露出伪装成树枝的无线电 天线，因而被称为“热带树” 。 当人员和车辆在其附近活动时，“热带树”便 探测到目标产生的震动和声音信息，并通过无线 电通信传送到指挥中心。 “热带树”的成功应用，促使许多国家纷纷研 制各种地面传感器系统。 这是无线传感器最早的应用。
，它是现代航空，航海，航天和国防工业中广泛使用的一 种惯性导航仪器
MEMS
陀 螺 仪
环形陀螺仪
陀螺仪的作用 MEMS
自动检测技术
独轮车上的陀螺仪
MEMS
自动检测技术
MEMS 微型传感器
微传感器的尺寸大多为毫米级，甚至更小。例如：压力微传 感器可以放在注射针头内，送入血管测量血液流动情况。 加速度传感器 压强传感器
100μm
第一台静电电动机
1988年美国科学家 研制。 转子直径120微米， 厚1微米。在 380V电 压驱动下，最大转速 每分钟500转。
显微照片
自动检测技术
传统的陀螺仪
陀螺仪的原理：一个旋转物体的旋转轴所指的方向在不受 外力影响时，是不会改变的。人们根据这个道理，用它来 保持方向，制造出来的东西就叫陀螺仪。 现代陀螺仪是一种能够精确地确定运动物体的方位的仪器
着微型化、多功能化和智能化的方向迅速发展。 随着微电子技术的进步，微处理器、存储器 等电子器件日益微型化，而传感器、执行器的微 型化程度却远远落后，成了信息系统微型化的 “瓶颈”。 将传感器、微处理器、执行器合为一体， 构成微电子机械系统，是人们很久的愿望。
于是， “MEMS 技术”应运而生。
自动检测技术
自动检测技术
Biblioteka Baidu
1 智能传感器的定义及功能
1.1 智能传感器的定义 目前，关于智能传感器的中、英文称谓尚未完全统一。英国 人将智能传感器称为“Intelligent Sensor”；美国人则习惯于把智 能传感器称作“Smart Sensor”，直译就是“灵巧的、聪明的传感 器”。 所谓智能传感器，就是带微处理器、兼有信息检测和信息处 理功能的传感器。 即：智能传感器可以对信号进行检测、分析、处理、存储 和通信，具备了人类的记忆、分析、思考和交流的能力，即
Micro Electro Mechanical System
MEMS是“微机械电子系统”的英文缩写。 微机电系统是采用微机械加工技术，将微型传感器、 微型执行器、微型机构和相应的处理电路集成在一起的 微型器件或微型系统。 机械部分能够
微型化吗？
集成电路内部结构
自动检测技术
MEMS “微米级”加工技术
结点
网关
各传感器分别探测外部信息
温度
核辐射
湿度 压力
光照
位移 图象 声音 压强
？
磁场
因环境影响、能量 耗尽等原因，结点容 易发生故障。
土壤成分
加速度
各结点将信息汇聚到基站
结点出故障，其 结点能量不足时， 它结点会自动寻找 只能输出本身的信 别的“同伴”完成 息，而无法传递其 任务。 它结点的信息。 （路由器）既要 输出本身的信息， 还要传递其它结点 的信息。
网关
信息经卫星、互联网到达用户
网关对各路信息进行 过滤，把重要的信息发 送给用户。
卫星、互联网
网关
例如： 为防范敌军坦克，飞机 在某区域撒落数千个传感 器结点，形成无线传感器 监测网络。 每个结点都配备磁传感 器和振动传感器。
以无线传感器监测网，替代地雷布阵
1 、 是不是坦克？ 联络、自身定位、 报告时间、方位、 传感器探测磁场 卫星、互联网 2 、 根据多点信息， 自动组织成网络 速度、方向 和震动信息 进行目标定位
自动检测技术
“智能尘埃”
无线传感器网络的概念，起源于美国提出的“智能尘
埃”的设计思想。
将无线传感器制作成灰尘般大小。 在战场上抛撒成千上万、或许上百万个“智能尘埃” ， 用于监控敌人的活动。 这些传感器自行组织成无线传感器网络，并对探测到 的原始数据进行过滤，把重要的信息发送给使用者。 “智能尘埃”的特征：成本低、体积小、功耗低、分 布式、自组织、无线通信。
换成电信号输出的器件或装置。
温度变化
热敏电阻
电阻值变化
自动检测技术
这些是传感器吗？
温度变化
热敏油墨
热敏灯罩
记忆合金
（对温度敏感的材料）
自动检测技术
传感器的微型化与智能化
引言
传感器是构建现代信息系统的重要组成部分。
现代信息技术的三大支柱： 1. 传感器技术（信息采集）——“感官”
2. 通信技术（信息传输） ——“神经”
MEMS 与“精确打击”
MEMS 微型陀螺仪
制导炸弹
JDAM导弹
导弹采用GPS定位和微型陀螺仪制导，导 弹发射后无需人工干预，可以自主飞行，具 有多目标攻击能力。这是第四代制导炸弹优 于激光制导炸弹的显著特点。
GPS卫星导航 MEMS
因建筑物和植被等原因，GPS信号会出现 中断。此时，由微型陀螺仪提供移动角度， 結合车辆移动的时间及速度，可计算出方向 和距离，以此检查移动车辆的行进路线，作 MEMS陀螺仪 为 GPS 的辅助导航，直到GPS信号恢复正常。
例如：森林火警系统
微型传感器
将成千上万个微型传感器密集地分布 在森林中，各传感器通过无线网络相互 协作，共同执行分布式感知任务，并将 准确的火源信息传送给信息中心。
自动检测技术
什么是无线传感器网络？
无线传感器网络是利用大量的微型传感器（结点
），通过无线通信形成网络，用来感知现场的信息 。 结点中的微处理器对原始数据进行初步处理后， 经网络层层转发，最终发送给基站，再由基站传送
压力传感器
三轴陀螺仪
MEMS 微型执行器
自动检测技术
自海湾战争以来，美军越来越多地使用精确制导武器，实行 战场上的精确打击。 为了提高命中精度，将惯性导航系统（陀螺仪）和GPS复合 后作为制导技术。 GPS提供时间和定位数据，并校准陀螺仪；而陀螺仪提供飞 行参数，在GPS信号中断期间进行导航。二者取长补短，提高 导航精度。
3. 计算机技术（信息处理）——“大脑”
自动检测技术
第一节 传感器的智能化
目前，传感器正从传统的分立式，朝着单片集成化、智 能化、网络化、系统化的方向发展。 据光电行业开发协会（OIDA）作出的最新预测， 在 2003 年～ 2006 年期间，智能传感器的国际市场销售量将 以每年20％的高速度增长。 智能传感器可广泛用于工业、农业、商业、交通、环境 监测、医疗卫生、军事科研、航空航天、现代办公设备和 家用电器等领域。
“传感器到射手”作战模式：
传感器
网络系统
这一技术的雏形，始于60年代越南战争。
自动检测技术
越南胡志明小道
上世纪60年代越战期间，
越南北方通过老挝和柬埔寨 境内的秘密通道——胡志明
小道向南方输送军用物资和
人员。 胡志明小道处于密林中，
美军很难发现。为了切断这
条运输通道，美军对其狂轰 滥炸，但效果不大。
泥石流
山体滑坡
冰 冻
自动检测技术
对于这些灾难， 能否预先得到警示呢？
研究人员的方案：
将大量的传感器布置在需要预警的区域内，随时监测目 标的细微变化，经过分析和判断，及时传递有关信息，从 而为人类提供足够的防御时间。
这就是:
Wireless Sensor Network（WSN）
无线
传感器
网络
方法一：10 方法二： 100 元的单一功能简单传感器 元的多功能智能传感器 × ×110 件件
由众多低成本、低功耗的微型 传感器组成传感器网络，全方位 地进行监测。
自动检测技术
“无线传感器网络”由此孕育而生
无线传感器网络
传感技术
MEMS
通信技术
汶川地震
东南亚海啸
澳大利亚森林大火
土耳其水灾
精准农业
精准农业是在现代信息技术、 生物技术、工程技术基础上发展 起来的现代农业生产形式。 其核心技术是农田地理信息系 统、全球定位系统、遥感技术和 计算机自动控制技术。
自动检测技术
美国“9·11”事件
海 湾 战 争 ， 尤 其 是 9· 11 以后，美国军方希望研究 人员提供低功耗的无线、 多跳、自组网技术，这进 一步引发了无线传感器网 络的研究热潮。 人们很快发现： 除了军事领域，无线传感器网络所具有的自组织、微型化和 对外部世界的感知能力，以及部署简单、布置密集、低成本和 无需现场维护等优点，在其它行业具有巨大的应用价值。
性化，或对温度、静压力等参数进行自动补偿等）。 （3）具有组态功能，使用灵活。在智能传感器系统中可设 置多种模块化的硬件和软件，用户可通过微处理器发出指令， 改变智能传感器的硬件模块和软件模块的组合状态，完成不同
的测量功能。
自动检测技术
（4）具有双向通信功能，能直接与微处理器（μP）或单片
机（ μC ）通信。
网关
大量结点 随机分布
无线传感器网络的应用
无线传感器网络起源于军事研究。 现代战争被喻为“感知者的胜利”。只有拥有全天候、抗干 扰、高灵敏度的传感器，才会有“透明的战场”。 自阿富汗和伊拉克战争以来，各军事强国都非常重视网络和 传感器的重要作用，以提高“战场感知”能力。 例如：美军研制的“战场感知与数据分发”系统，利用地面 传感器对目标进行探测、识别和跟踪，并将目标信息通过网络 系统直接传送给武器装备。
给用户，从而实现对现场的监控。
自动检测技术
无线传感器网络由成千上万个微型传感器组成，每个微型传 感器称为网络的一个“结点”。 这些结点采用MEMS技术，在一个微小的芯片上集成了信息采 集、数据处理和无线电通信等多种功能。 传感器 最小的芯片只有 150×150×7.5 微米 微型处理器 无线通信
结点的构成
自动检测技术
第三节 传感器的发展和应用
随着微机电系统、传感器、无线通信，以及集 成电路等技术的发展和成熟，低成本、低功耗的微 型传感器的大量生产成为可能。 同时，传感器的信息获取技术，已经从过去的 单一化逐渐向集成化、微型化和网络化的方向发展。
监测室内环境（温度、湿度、光照度、悬浮物、有害气体）